Elke levende cel bevat DNA dat bestaat uit vier bouwstenen die nucleotiden worden genoemd. De volgorde van nucleotiden beschrijft genen die coderen voor de eiwitten en RNA die cellen nodig hebben om te groeien en zichzelf te reproduceren. Elke DNA-streng wordt bewaard als een enkele kopie per cel, terwijl de genen die op een chromosoom worden gevonden vaak worden getranscribeerd in vele kopieën van RNA.
Drie hoofdtypen RNA:
Cellen hebben drie hoofdtypen RNA nodig om hun biologische functies uit te voeren: mRNA, tRNA en rRNA. Het type dat dient als een sjabloon voor het maken van eiwitten is mRNA, terwijl tRNA en rRNA helpen bij de eiwitsynthese. De cellulaire machines die eiwitten synthetiseren, worden ribosomen genoemd, en dit zijn grote complexen die zijn samengesteld uit verschillende rRNA-moleculen en meer dan 50 eiwitten. Wanneer een mRNA-molecuul wordt gecombineerd met een ribosoom, komt tRNA overeen met het mRNA-sjabloon met de aminozuren waaruit een eiwit bestaat. De taak van rRNA is om te helpen bij de chemische reactie van het maken van bindingen tussen aminozuren.
Cellen bevatten veel ribosomen
Een typische dierlijke cel bevat gemiddeld 8 tot 10 miljard eiwitmoleculen. Elk eiwit moet op een ribosoom worden gesynthetiseerd, dus er zijn duidelijk een groot aantal ribosomen nodig. Een snel delende cel kan tot 10 miljoen ribosomen bevatten.
Ribosomen bevatten rRNA
Ribosomen hebben twee delen, subeenheden genaamd, die samenkomen rond een mRNA-molecuul om een eiwit te synthetiseren. De meer dan 50 eiwitten in een ribosoom geven het ribosoom zijn vorm en structuur. Deze eiwitten zijn georganiseerd rond vier grote rRNA-moleculen, die ook de ribosoomstructuur geven en helpen om de chemische reactie van het samenvoegen van twee aminozuren te katalyseren. Ribosomen worden geconstrueerd in de kern van de cel, waar het DNA zich bevindt. Binnen de kern wordt rRNA getranscribeerd van DNA en verwerkt tot fragmenten die samen met eiwit worden opgenomen om ribosomen te vormen. De bijna voltooide ribosomen worden vanuit de kern geëxporteerd naar het cytoplasma van de cel waar hun assemblage is voltooid en ze kunnen dan beginnen met het vertalen van mRNA in eiwit.
Transcriptie van rRNA
Er is zoveel rRNA nodig om de tot 10 miljoen ribosomen te maken die een cel nodig heeft, dat rRNA-genen achter elkaar kop-aan-staart op DNA worden herhaald. Er zijn in totaal ongeveer 100 kopieën van de belangrijkste rRNA-genen in het DNA van een typische dierlijke cel. Deze tandem herhaalde genen zijn nodig om aan de grote vraag naar ribosomen te voldoen. Maar zelfs met 100 kopieën van deze genen moeten cellen nog steeds een groot aantal kopieën van rRNA transcriberen om het benodigde aantal ribosomen te produceren. Dit is de reden waarom er veel kopieën van rRNA zijn voor elke kopie van een rRNA-gen per cel.